SU1198681A1 - Каскадный агрегат. - Google Patents

Description

Изобретение относится к электрическим машинам. Целью изобретения

является увеличение удельной мощности. Агрегат содержит асинхронную машину со статором с многофазной обмоткой и ротором, обмотка которого соединена с синхронным генератором двойного вращения, и дополнительную асинхронную полюсопереключаемую машину с короткозамкнутым ротором.

В агрегате якорь синхронного генератора и якорь дополнительной асинхронной машины установлены на ведущем валу, индуктор синхронного генератора и ротор дополнительной асинхронной машины установлены на ведомом валу. 2 ил.

с

1198681

1

1198681

2

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электромашинным агрегатам со стабилизацией частоты выходного напряжения при переменной частоте вращения ведущего.вала.

Целью изобретения является увеличение удельной мощности генератора.

На фиг.1 представлен каскадный агрегат, общий вид; на фиг.2 - то же, принципиальная электрическая · схема.

Каскадный агрегат содержит асинхронную машину САМ7 1 со статором 2 и ротором 3 с многофазными обмотками 4 и 5, установленным на ведущем валу 6, обмотка ротора 3 подключена к якорю 7 СГДВ 8 и с индуктором 9. Дополнительная асинхронная машина 10 содержит якорь 11 с полюсопереключаемой обмоткой 12 и короткозамкнутый ротор 13.

Якорь 7 СГДВ 8 и якорь 11 дополнительной асинхронной машины 10 установлены на ведущем валу 6, а индуктор 9 и короткозамкнутый ротор 13 установлены на ведомом валу 14. Обмотка 12 подключена через регулятор 15 к обмотке 4.

Каскадный агрегат работает следующим образом.

Ведущий вал 6 вращается приводом с произвольной частотой _ί частота вращения ведомого вала регулируется. АМ I работает как генератор, возбуждается переменным током с частотой скольжения. Частота вращения ее поля в пространстве равна алгебраической сумме механической частоты вращения ведущего вала с электрической частоты скольжения.

СГДВ 8 работает как генератор, вырабатывая ток частоты скольжения для возбуждения АМ, и как электромагнитная муфта скольжения, вращая ведомый вал. Регулируемая полюсопереключаемая асинхронная машина Ю двойного вращения работает как асинхронная муфта скольжения и асинхронный генератор, создавая тормозной момент на ведомом валу. Регулирование напряжения асинхронного генератора осуществляется путем изменения тока возбуждения СГДВ.

Частота ЭДС якорной ‘обмотки АП определяется равенством

⁺ »

_гле £ =

^ГД 60 ’

е = __ί2ΐΞ2ΐ1

60

Р_Км и Ρ£_σΖ)6 - числа пар полюсов АМ и СГДВ, тогда

с 60 ’

10 Таким образом, при изменении

частоты вращения привода И,, частоту ЭДС, наведенной в якорной обмотке АМ, можно стабилизировать изменением И_г,.,' Соотношение числа пар полюсов АМ и

15 СГДВ может быть произвольным, однако при большом Р_йГц>£^: регулируемая АП должна рассчитываться на большой тормозной момент.

2θ Сумма тормозного электромагнитного момента АМ М_АМ и момента трения ведомого вала М_п, в установившемся режиме работы равна движущемуся электромагнитному моменту СГДВ М_ЙГРВ .

25 ^МСРРВ ^МАП ^{+ М}тг ·

АМ двойного вращения работает одновременно в режимах асинхронной, муфты скольжения и генератора. Для уменьшения потерь скольжения обмотка

30 АП выполняется полюсопереключаемой.

На первой ступени обмотка АП включается на меньшее число пар полюсов.

При этом частоты вращения поля относительно ведущего ротора АП и относи35 тельно пространства соответственно равны

_η _Πι5ςηΐ6..

⁴⁰ η =η,,-η =2115ьш75м^75у!.Еа2±2ьРшЬ,

π < °™ Рал,

где Р_ДП4 - меньшее число пар полюсов асинхронной машины.

45 При Р_дги Р_АМ+ Рсрре) обеспечивается тормозной режим противовключением.

На второй ступни АП включается 2Ρχη-ι ^паР полюсов и переходит в

50 режим генератора, отдавая активную мощность в сеть и получая от АМ реактивную мощность, необходимую для создания магнитного потока. Переключение на большое число пар

55 полюсов происходит при частоте вращения ведомого вала, равной

п. ,“1,03~-^с-=1,032ΐ^ί|^ΐΣ2ΐ54Λ&

^{1 р}Апг Рдп!

Л 98681

При широком диапазоне частоты враще ния привода ~1иах. 2 потери сколь ^П<(П1П

жения в АП можно уменьшить путем применения на ведущем роторе АП еще одной обмотки с числом пар полюсов Р_ДП} > ^рдпг · Переход на третью ступень осуществляется при частоте вращения, равной

η = 1,03——--= 1,

Мощность АМ состоит из трансформаторной части, пропорциональной скольжению ведомого ротора относительно ведущего, и генераторной части, (Пропорциональной частоте вращения ведущего ротора. Мощность СГДВ примерно равна трансформаторной мощности АМ и определяется равенствами Ясгрв - ( а «ног, ($;„ ₊ 5;Л>_С

^р<т⁼$«о«

$сгве -'/о.сеов ⁺ »

где со/ - коэффициент активной мощности сети; коэффициент реактивной мощности АМ;

- номинальная мощность АМ. Расчетная электрическая мощность

асинхронной машины

_ ^рмуИ<л_Н . ?пг__1_'

^?*^А>3^„-И_П М-ЯЬ^ал и<Р»п ./

‘ЦО’аи *Рс<ч>в к ^иЛм>в

. к. »·

где Р_Мь - механическая мощность ведомого ротора СГДВ;

Со»^ад.- коэффициент мощности АП;

5 = 2κΣΗ£=ι---------Πι2βΛΪ_________

^ПН ^П1 ^ΑΠι ~~

- скольжение ΑΠ.

Мощность потерь скольжения асин-‘ хронной машины

сц ^Γ«ϊ 1 _5

Выбор числа пар полюсов машин, входящих в агрегат, зависит от диапазона частоты вращения привода.

Если п_АМгпдх έ 12000 об/мин, то Рдц = 2. При достаточно широком диапазоне частоты вращения привода для обеспечения противовключения АП на первой ступени необходимо выполнить условие

^ΡΑπν ^Рам ⁺

5 Для уменьшения тормозного момента АП число пар полюсов СГДВ целесообразно брать меньше, но Р_Ср^ φ· I, так как при этом АП пришлось бы перевести в двигательный режим. В

10 режиме противовключения при некоторой И, имеет место п_й = п₄ - п_о7м = О, т. е.

15 ” . ,

Исходя из этого условия, а также для обеспечения требуемого отношения

^я “^егов’ ’

20 ^а

с целью получения нужной частоты . скольжения СГДВ, необходимо выбрать ^Р<г1<рв = 2 и Р_кп ~ 3. При этом 1Ц/η**?'*

На второй ступени для перевода АП

25 в генераторный режим нужно взять ,Р_ДП1 =6. Для мягкого включения . третьей ступени целесообразно взять

Применение каскадного агрегата целесообразно при соотношении

<1,5, что согласно расчетам

^П< (ΜΙΚ

позволяет увеличить удельную мощность агрегата. Агрегат по изобретению имеет меньшую нагрузку на подшипники ведомого вала, так как он вращается примерно с той же частотой вращения, что и ведущий.

У генератора расширены возможности выбора числа полюсов индуктора сии- хронного генератора, что упрощает выполнение.

Claims (1)

1. Формула изобрзтения

   Каскадный агрегат, содержащий асинхронную машину со статором с многофазной обмоткой и ротором, обмотка

   5° которого подключена к синхронному - генератору двойного вращения с якорем

   и индуктором, дополнительную асинхронную полюсопереключаемую машину | с короткозамкнутым . ротором и якорем

   55 обмотка которого подключена через

   регулятор к обмотке статора основной

   асинхронной машины, ведущий и ведомый

   валы, отличающийся тем,

   1198681

   что, с целью повышения удельной мощности, якорь синхронного генератора двойногЬ вращения и якорь дополнительной асинхронной машины установлены на ведущем валу, индуктор синхронного генератора двойного вращения и ; ротор дополнительной асинхронной машины установлены на ведомом валу.

   ^гг